湍流切应力简介

湍流切应力是与湍流动量输送相伴随的表现应力，是由湍流强度涨落引起的。以u’，v’，w’分别表示直角坐标三个方向的湍流速度，各湍流速度分量乘积的平均值再乘上空气密度ρ就是对应方向的湍流动量通量。例如 表示u’方向的动量在w’方向的输送通量，根据牛顿第二定律也就是对u’方向的流动所施加的湍流应力。湍流应切力既代表了湍流动量输送，同时产生应切力作功使湍流从平均运动源源不断地取得动能，对湍流动能的基本特征起着决定性的作用。2100433B

物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力与单位面积之比称为应力。应力的量值等于单位面积上内力量值。同截面相切的力称为剪应力或切应力。

切应力实质上并不是力，和压强单位相同，而出于习惯，可以将切应力当作力来称呼，但是需要强调为“单位面积上的切应力”。

切应力流体力学

在液体层流中相对移动的各层之间产生的内摩擦力的方向一般是沿液层面（指液体流动时，流向视为一个倒圆柱时，该圆柱的横截面）的切线，流动时液体的变形是这种力所引起的，因此叫做切变力（又叫剪切力），单位面积上的切变力与单位面积之比叫做切应变力，又称切应力。

流体力学中，切应力又叫做粘性力，是流体运动时，由于流体的粘性，一部分流体微团作用于另一部分流体微团切向上的力。

切应力材料力学

切应力的量值等于单位面积上剪力的量值。

杆件切应力最大处：杆件的中心轴线。

在剪切面上，切应力的实际分布比较复杂。为了计算上的方便，在剪切实用计算中，假设切应力τ均匀地分布在剪切面上。按此假设算出的平均切应力称为名义切应力，一般就简称为切应力。所以剪切构件横截面上的切应力可按下式计算：

式中：

只有某个滑移系上的切应力

这就是施密特（Schmid）临界切应力定律。气称为临界切应力，它表示晶体对滑移变形的抗力，从这个意义上来看，它类似于晶体的弹性模量E或G。但是

下面考察承受拉伸的单晶体发生滑移变形时所需的拉应力。如图1所示，设拉力P的作用方向与滑移面的法线N的夹角为φ，与滑移方向t的夹角为λ，试样的横截面积为A₀，则拉力P在滑移系上引起的分切应力为：

以式

具有多个滑移系的晶体受力发生滑移变形时，滑移将首先在软取向的滑移系上进行。hcp金属的滑移系较少，因此在不同方向拉伸hcp单晶时，流动应力变化较大。fcc金属有较多的滑移系，在不同方向拉伸时，流动应力变化不大，变化范围最多也不超过2倍。bcc金属也有较多的滑移系，情况与fcc金属相似。

湍流在空气动力学中指的是短时间(一般少于10min)内的风速波动。为了有效地描述风，将它认为是通过天气、昼夜、季节的平均风速和湍流的风速波动叠加构成的。这些风速波动的周期一般为一到几个小时，在10分钟，湍流波动的平均值为零。

湍流产生的原因主要有两个:一个是当气流流动时，由于地形差异(如山峰)造成的与地表的摩擦或者阻滞作用;另一个是因为大气温度差异和空气密度差异引起的气流垂直流动。通常这两种原因彼此影响。例如，当气流经过高山时就会被迫流向温度较低的地区，这时气流与大气环境的热平衡被打破，引起风速波动。

湍流显然是一个复杂的随机过程，并且不用简单明确的方程来表示，我们能可以通过统计规律来研究湍流。针对湍流统计规律的描述有很多，关键在于找出是湍流强度和阵能哪一种够在实际工程中得到最好的应用，最简单的统计描述就是湍流度和风因子。其中，湍流强度是对湍流总体水平的度量。